基于前人深层系工作积累以及近年来松辽盆地北部及外围油气地质调查工作进展，本文首先分析了区域地质与地球物理场特征，并针对深层系目的层特点，运用宽频地震、广域电磁法等综合物探手段，研究了松辽盆地西北部的深层系构造地层特征。对松辽盆地及外围地区岩石物性参数进行整理，并总结出不同时代的地层物性特征，重点分析上古生界与上下地层、岩体之间的物性差异。认为该区上古生界二叠系与其上覆的中—新生界、下伏的老地层之间及各类岩体之间存在明显的物性差异，应用地球物理方法研究上古生界分布具备前提条件。在此基础上,阐述了重点目标区重磁电震联合地球物理调查研究进展，尤其是针对深层系开展的宽频地震成像质量较以往地震勘探成果明显提升，获得了更加清晰的物探信息，以及据此部署的地质调查井先后钻遇了深层上古生界二叠系泥质岩层与气测异常。此外，本文还探讨了松辽盆地深层系油气地质调查面临的挑战及未来在岩石物性、综合物探方法研究方面的工作方向。

为揭示孙吴—嘉荫盆地古近系物源及其地质意义，本文以古近系乌云组和孙吴组砂岩为研究对象，对样品进行了碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和地球化学测试研究。结果表明，乌云组72颗碎屑锆石测点有7个年龄峰期：57、97、188、262、380、496和1 854 Ma，孙吴组64颗碎屑锆石测点有8个年龄峰期：52、65、92、181、220、472、1 884和2 318 Ma，表明乌云组和孙吴组物源复杂多样。两个组样品的MgO、Al2O3、CaO、K2O及Fe2O3含量均较低，化学蚀变指数(CIA)介于64.30～81.72之间，成分变异指数（ICV）介于0.44～0.70之间，两个组Th/Sc值与Zr/Sc值均呈正相关关系；乌云组和孙吴组稀土总量（∑REE）分别为（97.44～154.87）×10-6和（85.65～315.62）×10-6，La/Yb值分别为10.94～12.84和13.26～20.74。结合碎屑锆石峰值年龄和主量微量元素特征，确定孙吴—嘉荫盆地古近系物源为松嫩—张广才岭地块东缘的古元古代地质体和各个时代岩浆活动事件产生的长英质火成岩，物源区构造背景为活动大陆边缘和大陆岛弧。盆地古近系与上白垩系物源存在明显差异，结合区域构造演化特征，推测造成这种物源差异的原因是向东亚大陆俯冲的太平洋板块发生退却或回撤和俯冲方向的变化。

为了研究辽河东部凹陷牛居—长滩洼陷沙河街组天然气地球化学特征、成因类型及来源，基于天然气组分、稳定碳同位素和轻烃组成特征并结合地质背景，对其进行了分析和探讨。研究结果表明：研究区天然气组分以甲烷为主，重烃含量相对较高，主要表现为湿气特征，非烃气体主要是N2和CO2；天然气δ13C1值在-43.10‰～-31.20‰之间，δ13C2值在-30.00‰～-24.70‰之间，同源不同期次天然气的混合导致出现天然气碳同位素倒转现象；气源岩有机质类型以偏腐殖型-腐殖型为主。利用δ13C-Ro关系，并结合成熟度-深度关系曲线对天然气成熟度进行标定，研究区的中南部天然气为成熟煤型热解气，来源于沙三上亚段烃源岩，而北部天然气为来源于沙三中、下亚段烃源岩的油型-煤型裂解气。

古河道作为沉积物颗粒源汇之间的运移通道之一，其对沉积物通量的影响备受海洋沉积学关注。为了研究广东阳西沙扒海域埋藏古河道沉积特征，针对粤西近岸陆架古河道展开了研究，利用海上风电场浅地层剖面勘察资料和钻孔数据，根据声学脉冲特征识别出多条古河道，弥补了粤西沿岸浅水区古河道分布空白。结果显示：古河道呈近南北走向，以宽U型为主，河道宽度在768~2 743 m之间，下切深度最大为16.90 m，局部存在河道交汇现象；依据现代河流河型判别方法，古河道河型属于砾质分汊型，以推移质砂砾输运为主，年平均输送量为3.87×108 m3/a；古河道源自古漠阳江水系，形成于全新世早期至中期，上覆地层为全新世中期至今的浅海相沉积。

为明确沙河子组优质储层的成因，综合砂岩薄片鉴定结果和扫描电镜、X衍射、物性和泥岩微量元素等测试的数据，在沙河子组层序地层划分的基础上，讨论层序地层格架内成岩作用特征及其差异。结果表明：沙河子组可分为4个三级层序和14个体系域；层序格架内成岩特征差异包括层序界面和层序单元两个部分，层序界面对胶结和溶蚀作用控制较强，界面上压实强度高、胶结物更发育，界面下溶蚀作用普遍；层序演化过程中不同体系域内主要成岩事件对水体盐度、介质环境变化的响应，使低位体系域以方解石胶结和绿泥石环边胶结为主，湖扩展体系域发育强烈的长石溶蚀和伊利石胶结，高位体系域以机械压实、硅质胶结为主，湖退体系域则以长石、火山岩岩屑溶蚀和高岭石胶结为特征。层序格架内不同部位沉积环境差异影响堆积其间沉积物特征，决定了其成岩作用物质基础和初始孔隙度；体系域内水体性质周期性演化，在层序不同部位形成差异性的早期成岩，造成各体系域孔隙演化路径差异，使湖退体系域和湖扩展体系域成为油气聚集时最有利的储集体。

为定量表征云南昭通国家级页岩气示范区龙马溪组页岩孔隙结构复杂程度及对页岩气影响，通过对24块龙马溪组页岩进行TOC质量分数、全岩矿物组分、低温氮气吸附测试，从页岩孔隙结构及矿物组分两个方面分析讨论二者对页岩孔隙分形维数的影响。结果显示：昭通地区龙马溪一段不同小层之间孔隙发育，非均质性强，有机质质量分数在1小层最高，纵向上具有降低—升高—降低的“三段式”变化，页岩孔隙分形维数具有分段特点，其中分形维数D2介于2.699 4~2.912 4之间，平均为2.826 5，分形维数D1介于2.617 4~2.719 4之间，平均为2.673 4，孔隙结构复杂，分形维数在1小层最高，向上逐渐减小。页岩分形维数与孔隙结构参数及地质因素相关性分形显示：TOC质量分数及石英体积分数控制微孔的发育，提供主要的比表面积，与分形维数具有良好正相关关系，有利于页岩气的赋存，总含气量及吸附气比例高；黏土矿物及白云石体积分数主要控制介孔及宏孔的发育，提供主要的孔体积，与分形维数呈负相关。结合生烃、储集及开发因素可知，1小层及3小层因其TOC质量分数高、分形维数大、脆性强的特点，有利于页岩气滞留，成为页岩气开发的有利层位。

为了实现低渗-致密砂岩储层有效分类并明确分类界限，有效指导油藏开发对策选择，本文采用灰色关联、多元分析、信息叠加及聚类分析等方法开展储层综合分类，并确定分类界限。首先在灰色关联的基础上，选取储层品质因子（IRQ）、主流喉道半径、可动流体饱和度、分选系数和排驱压力作为储层评价的主控因素；然后将多元分析与灰色评价结果进行信息叠加，完成储层综合定量评价；最后提出了结合概率分布函数的聚类分析方法，明确了各因素的分类界限，并利用测井和实验数据建立转换模型。结果表明：通过渤海湾盆地冀东油田南堡凹陷测井和实验数据获取的IRQ转换模型计算值与岩心实测值的平均误差为8.60%，证实了该模型的可靠性；优化后聚类分析方法和单因素累积概率曲线法平均误差分别为13.57%、19.63%，前者更准确；不同类型井的产量中，Ⅰ类储层物性较好，单井稳产期日产油量最高，达7.48 t/d以上，Ⅱ类储层单井稳产期日产油量为4.37～7.48 t/d，Ⅲ类储层单井日产油量小于4.37 t/d。

吉林省中部地区白垩系泉头组中保存了一个典型的脊椎动物化石群，该动物群以基干鸟脚类娇小长春龙为代表，还包括禽龙类、角龙类、兽脚类、蜥脚类、鳄类、真兽类，以及恐龙蛋等8类陆生脊椎动物化石，笔者将其定名为长春龙动物群。为了研究该动物群的物种多样性，笔者对该动物群中的兽脚类牙齿材料进行了较为详细系统的研究。我们将测量获取的化石特征数据绘制成二维散点图进行分析，并结合牙齿特征开展标本的骨骼形态学对比与鉴定。研究发现在该动物群中至少存在4种不同类型兽脚类恐龙，分别为跃龙类、驰龙类、暴龙类和未定类。其中，驰龙类材料在松辽盆地中生代地层中是首次发现。长春龙动物群中兽脚类的分异性，从侧面说明了长春龙动物群应为一个物种组成十分丰富的脊椎动物群落。

夹皮沟金成矿带属于滨太平洋成矿带的重要金矿集中区之一。吉林省砂金沟金矿床位于吉林省桦甸市(东/南)部，其大地构造位置处于华北板块北缘东段、吉黑造山带南侧、夹皮沟金成矿带中部，成矿地质条件非常优越。勘查区周边已发现多个大、中、小型金和银矿床，如北西部有二道沟金矿床、庙岭金矿床、云峰铅锌矿床、马家店金矿床，北部有八家子金矿床，区内有大洋岔金矿床等。砂金沟金矿床与以上金矿床地质背景相同，具备产出大、中型金矿床的地质条件。本文地球物理、地球化学和地质综合研究结果显示：区内含矿构造具有低阻高极化的物性特征，低阻发育部位往往指示断裂构造存在，低阻带内呈条带状的中高阻带更具有成矿潜力；土壤地球化学异常表现为Au-Ag-As-Cu-Hg-Sb等综合异常；区内北西和北东矿体分布具等距性、矿体与脉岩空间具相关性、矿体元素具富集性规律，并讨论了成矿具有多因耦合性。最后提出下步找矿方向应为断裂控矿及岩浆侵入构造系统控矿两大类。

新疆东准噶尔扎河坝蛇绿岩作为阿尔曼泰蛇绿岩带的重要组成部分，其形成的大地构造环境仍然存在较大争论。为确定岩石源区物化条件和其形成的大地构造环境，本文选取扎河坝蛇绿岩块中新鲜未蚀变铬铁矿进行电子探针测试分析。结果表明：铬铁矿中的Cr2O3质量分数为52.62%～56.66%，Al2O3质量分数为7.87%～12.69%，TFeO质量分数为16.70%～19.56%，Cr#为73.58～83.80，Mg#为55.30～63.09，Yfe为4.02～8.00，Fe2+#为36.91～44.70，类型主要为铬铁矿，少数为高铁富铬尖晶石；铬铁矿结晶平均温度为1 307.84 ℃，平均压力为4.08 GPa，推断其形成深度约为126.34 km；地幔氧逸度为0.14～1.21（平均值为0.59）；地幔熔融程度为22.67%～23.23%（平均值为22.91%）。推测扎河坝铬铁矿原岩橄榄岩为石榴石二辉橄榄岩，形成于亏损地幔。扎河坝蛇绿岩为俯冲带型蛇绿岩，形成于洋内弧后盆地。

硫是一种重要的非金属矿产，也是华北的优势矿产之一。华北地区硫矿资源丰富、分布较为集中，是我国硫铁矿和自然硫的重要产区。本文在资源禀赋、矿床类型、时空特征、主要控矿因素和成矿演化等要素分析基础上，总结了华北地区硫矿资源的主要特征和成矿规律。根据矿床成因将硫矿床划分为沉积变质型、沉积型、岩浆热液型、接触交代型和自然硫等5种类型；根据矿产预测要素划分出18个矿产预测类型，其中以沉积变质型、沉积型和岩浆热液型硫铁矿最为发育。硫铁矿主要分布于华北克拉通边缘裂谷带、隆起区、弧盆系和活动陆缘等构造部位，不同构造环境形成的矿床在时代、类型及规模方面存在差异，按其规律可划分为太古宇、中元古代、晚古生代、中生代和新生代等5个成矿期。硫成矿过程中经历了多期次的构造演化旋回，按照时间序列划分为新太古代—古元古代陆壳增生拼合期的火山喷发-沉积事件、中—新元古代华北克拉通伸展裂陷期的热水喷流-沉积事件、晚古生代华北陆块隆起与陆表海盆地沉积期的火山喷发-侵入事件、中生代滨太平洋构造叠加改造期的构造-岩浆事件，以及新生代以来陆内盆地伸展减薄期的裂谷盐湖沉积事件。通过矿产资源潜力评价，在华北地区划分出22个重要硫找矿远景区，显示出良好的成矿条件和找矿前景。

滇西澜沧—勐海地区三叠纪花岗岩位于临沧花岗岩带南段，呈近南北向展布，主体岩性为黑云母二长花岗岩，风化壳发育，具有离子型稀土矿床的有利成矿条件。为查明三叠纪花岗岩与稀土成矿的内在联系，对区内三叠纪黑云母二长花岗岩及其风化壳的岩石学、地球化学特征以及典型矿床开展了研究。结果表明：三叠纪花岗岩内部相带中粒（中粗粒）或似斑状黑云母二长花岗岩比外部相带细粒(中细粒)黑云母二长花岗岩更有利于成矿，在风化淋滤作用下，黑云母二长花岗岩中稀土元素从稀土独立矿物或含稀土副矿物中游离出来后吸附于全风化层黏土矿物中富集成矿；黑云母二长花岗岩具有高硅、富钾和铝的地球化学特征，风化壳全风化层更富铝且MgO、TFeO、CaO质量分数降低，微量元素Ce 质量分数显著降低，其他主量元素、微量元素及稀土元素特征继承了母岩特征。综合研究认为，研究区三叠纪黑云母二长花岗岩是吸附型稀土矿床成矿的基础条件，可解离的稀土独立矿物和含稀土副矿物的含量是能否形成离子型稀土矿床的重要因素。

张广才岭位于黑龙江省中南部和吉林省中部，区内发育的南北向岩浆弧是微板块碰撞-拼贴的产物，能有效限定松嫩地块和佳木斯地块的碰撞-拼合时代。本文以张广才岭南部青松乡中侏罗世似斑状二长花岗岩为研究对象，开展系统的锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究，探讨其地质意义。锆石U-Pb年代学研究结果显示：张广才岭南部青松乡似斑状中细粒二长花岗岩成岩年龄为(172.1±1.3)Ma，似斑状中粗粒二长花岗岩成岩年龄为(172.1±1.2)、(172.4 ±1.2)、(172.2±1.7)Ma，为中侏罗世早期。岩石元素地球化学研究结果显示：似斑状中细粒二长花岗岩和似斑状中粗粒二长花岗岩贫硅、贫铝，高碱、富钾，高TFeO/MgO值，稀土元素配分模式图为轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾型，相对富集Rb、K、U、Th、La元素，亏损Nb、P、Ti、Y、Yb、Lu元素，属于I型花岗岩，岩浆来源于壳幔混合源区。结合年代学和地球化学特征，研究区中侏罗世似斑状二长花岗岩形成于同碰撞构造环境，成岩构造环境与佳木斯地块和松嫩地块碰撞-拼合作用密切相关。

砂宝斯东岩体位于黑龙江漠河地区砂宝斯金矿床东5 km处，是大兴安岭北部新发现的一处早古生代花岗岩岩体。本文对该岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、主量元素、微量元素及同位素地球化学研究。锆石U-Pb定年结果表明，该岩体形成年龄为（509±4）Ma。岩石具有高SiO2（66.20%~71.83%）、Al2O3（14.61%~15.08%）、K2O+Na2O（6.37%~8.10%）质量分数，属于弱过铝质、高钾钙碱性系列，富集轻稀土元素、大离子亲石元素Rb以及高场强元素Th和U，亏损重稀土元素、高场强元素和Ba、Sr等。锆石εHf（t）值为2.7~5.6，二阶段模式年龄为1.3~1.1 Ga。根据上述研究，砂宝斯东花岗岩形成于后碰撞造山构造环境，是新增生下地壳部分熔融的产物。

为研究深基坑降水工程中悬挂式止水帷幕和抽水井过滤器最佳组合深度，优化深基坑降水方案，以南通市地铁1、2号线换乘站青年路站深基坑降水工程为背景，以地下水渗流理论与太沙基一维固结理论为基础，建立考虑土体参数随固结过程变化的深基坑降水三维渗流与地面沉降耦合数学模型，并采用有限单元法进行求解。使用抽水试验资料对可视化数值模型进行识别验证，通过对坑内水位和坑外地面沉降量的控制，优化抽水井的数量及抽水量，模拟预测止水帷幕插入含水层1/3、1/2、2/3深度处3种方案下过滤器的最佳位置，并对3种方案从工期、造价及安全可靠性等方面进行对比分析。结果表明，在止水帷幕插入含水层1/2深度下，抽水井过滤器插入含水层9/50~9/20深度处，即止水帷幕底部埋深为46.2 m、过滤器埋深为33.7~42.7 m时，采用17口抽水井进行降水的方案为最优方案。

为了科学地进行地质灾害易发性分析，基于和龙市地质灾害调查与区划，结合地质灾害分布规律和影响因素，综合考虑地形、地质、气象水文、土壤植被和人类工程活动5个因素，结合GIS技术与方法，提取高程、坡度、坡向、曲率、岩性、与断层距离、降雨量、与水系距离、NDVI（归一化植被指数）、土壤质地、水力侵蚀、人口密度、与道路距离等13个致灾因子，利用Logistic回归与随机森林模型进行地质灾害易发性评价，获得了区域地质灾害易发性分区图。其中，随机森林模型的结果表明：极低易发区面积占比最高，达56.98%，多位于研究区南部，高、极高易发区面积占比共12.89%，位于中部与东北部，该区是地质灾害预防和管理的关键区域；NDVI、高程、人口密度和降雨量等是灾害发育主要影响因素，累积贡献率为58.12%。Logistic回归和随机森林模型的ROC（受试者工作特征）曲线、已有灾害密度统计等验证结果均表明易发性分析和分区与实际灾害分布情况吻合度高，其AUC（ROC 曲线下面积）值分别为0.856和0.907，说明两种方法均可实现有效预测，均具有较好的适用性，而随机森林模型表现出更高的准确性与稳定性，预测性能优于Logistic回归模型。

为研究岩体热物性参数对渗流传热结果的影响，本文基于离散元3DEC软件，建立了平行双裂隙的热-流耦合数值模型，通过与解析方法进行对照，验证了数值模型的准确性。基于数值模型，研究了不同参数下岩体温度场的分布特征。结合正交试验法，对影响热-流耦合的各参数进行了敏感性分析。结果表明：数值解与解析解的最大误差为3.45%，在合理区间内，表明用该模型研究裂隙中的水流传热问题结果准确可靠。模型运行24 h后，不同方案下裂隙进水口和出水口的温度有所不同，说明不同参数对渗流传热的影响不同。沿裂隙流体流动方向，模型温度对试验参数的敏感程度呈减小趋势，其中裂隙进水口（B点）处岩体比热容、流体速率和裂隙开度极差值分别为10.25、13.80、13.25，说明岩体比热容、流体速率和裂隙开度是影响热-流耦合模型温度的主要因素；而岩体热传导率和流体-岩石传热系数极差值分别为6.53和4.66，表明岩体热传导率和流体-岩石传热系数对模型温度的影响较小。

氨氮是地下水中的主要无机污染物之一，其主要来自农业、工业和生活污染。过量的氨氮会危害人类健康。氨氮时空分布受气象、水文、水文地质和土地利用类型等因素的影响，因此，基于有限采样点的地下水氨氮分析会产生很大的不确定性。本研究以三江平原松花江流域为例，选取土壤有机质质量分数、土壤全氮质量分数、土壤阳离子交换容量（CEC）、土壤pH值、地下水埋深、包气带黏土层厚度和土地利用类型作为潜在的影响因素，建立拟合氨氮质量浓度的机器学习模型；在此基础上使用解释机器学习模型的SHAP（shapley additive explanations）方法识别显著的影响因素，并据此建立机器学习预测模型，对研究区地下水氨氮质量浓度进行数据插补，分析其时空变化规律。研究结果表明:地下水埋深、土地利用类型、CEC和土壤有机质质量分数是研究区地下水氨氮的主要影响因素；2011—2018年期间，研究区地下水氨氮处于Ⅰ—Ⅲ类水质级别的面积呈现增加趋势，面积占比从31%增加到87%，Ⅳ—Ⅴ类水的面积呈现减少趋势，面积占比从69%减少到13%，水质整体向好。

泉水是汉中盆地西侧土关铺—大安镇一带山区居民重要的饮用水源，对该区泉水的水化学特征及其成因机制研究对当地水资源的开发和保护具有重要的指导意义。本次研究共采集了13件泉水样品进行水质分析，综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图解、饱和指数法以及主要离子比值等方法综合分析研究区泉水水化学特征及其成因机制。结果显示：汉中盆地西侧山区泉水为弱碱性低矿化度水，水化学组分中阳离子以Ca2+和Mg2+为主，阴离子以HCO3-为主，泉水的水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型,水化学类型主要受岩石风化作用控制。所有样品的CO2(g)均未达到饱和，可再溶于地下水；大部分泉水的白云石和方解石矿物处于非饱和状态，仍可发生这两种矿物的溶解，部分泉点如太星垭泉（S06）、金家坎泉（S07）、水磨沟泉（S08）和陈家营泉（S11）的方解石和白云石矿物以及南沟门泉（S12）的方解石已达到过饱和，即将发生沉淀。人类活动对泉水水化学影响较小，研究区泉水样品中的离子主要受碳酸盐岩的溶解控制，部分来自硅酸盐岩的溶解。

新疆维吾尔自治区南疆地区盐渍化程度严重，盐渍土地基的冻胀、盐胀破坏对渠道边坡稳定造成极大危害。为了避免采用迭代计算法进行二次抛物线形渠道断面优化设计存在计算量冗杂、累计误差大及计算精度低等问题，建立了基于人工原子算法的盐渍土地基抛物线形渠道断面优化设计数学模型。以二次抛物线形状参数为自变量，在已知渠道底坡和糙率条件下，以设计流速和宽深比为约束条件，根据中小型渠道水力最佳断面与实用经济断面的倍比系数，采用人工原子算法优化形状参数,以确定渠道实用经济断面。将该数学模型应用于新疆塔里木灌区小四支渠，验证其有效性。结果表明：与试算法相比，该方法在中小渠道的断面优化设计中，计算流量误差仅为试算法误差的0.85%；采用该方法得到的抛物线形优化断面混凝土工程量较原矩形断面减少3.34%。

染料废水中存在着大量的亚甲基蓝污染物，本文以具有良好生物相容性的海藻酸铜（CA）为载体，采用包埋的形式制备漆酶和生物炭固定化海藻酸铜球(Lac-BCA)，对亚甲基蓝染料进行去除研究，并探讨酶的加载特性与稳定性。实验结果表明：与游离漆酶相比,固定在CA上的漆酶在pH（3~7）和温度（10~80 ℃）工作范围内，具有更强的稳定性，其在4 ℃的条件下储存15 d，仍具有79.4%的活性；Lac-BCA对15 mg/L的亚甲基蓝在8 h的去除率达到了100.0%，且在重复利用5次后，该复合材料对亚甲基蓝的去除率稳定保持在93.4%；另外，由于高吸附性的生物炭以及漆酶的加入，相比于CA， Lac-BCA对15 mg/L 的亚甲基蓝溶液去除率从46%提升至100%。

超稠油是工业与国防的战略物资。蒸汽辅助重力泄油（steam assisted gravity drainage，SAGD）窜漏是目前最先进的超稠油开发模式急需解决的关键问题，而其中对于SAGD窜漏通道的监测和刻画又是重中之重。本次采用三维高密度电法刻画SAGD窜漏通道，根据准噶尔盆地西北缘北部FCZ1井区测井标定窜漏通道内赋存油水后的电阻率变化，确定研究区窜漏通道的电阻率<3 Ω·m，窜漏通道近南北走向，下窄上宽。综合地质与地震资料，认为SAGD窜漏为“腔缝”窜漏模式，即SAGD开发早期未发生窜漏，随着SAGD蒸汽腔形成，向上扩展时逐步与上部地层裂缝带形成沟通，蒸汽沿裂缝垂向向上窜至地面。

震源作为地震资料采集的重要组成部分，直接影响地震勘探效果。在实际勘探过程中, 地表情况通常十分复杂，因此，研究复杂地表条件下相控震源的定向理论十分必要。本文基于复杂地表相控震源激发原理、有限差分数值模拟方法和波动方程照明分析理论，对简单的理论模型和地表起伏的Marmousi模型进行了相控震源地震波场的正演模拟和照明分析。模型试验结果表明：相控震源在复杂地表条件下可以定向激发地震波，改变震源的激发延时可以调整波场的传播方向，起到改善目标数据信噪比的作用；该方法对于简单的水平层状模型、楔形构造模型以及复杂的Marmousi模型均适用。

加速动态时间规整（fastDTW）算法在测井曲线相似性度量过程中存在异常点问题，且难以确定搜索边界。针对上述问题，本文首先将fastDTW算法与SDTW（summation dynamic time warping）算法结合，得到fastSDTW算法，通过重构测井曲线综合时间序列梯度信息和数值信息解决异常点问题。然后，结合井轨迹资料提出自适应搜索边界，并基于该边界，应用fastSDTW算法进行斜井和水平井测井曲线相似性度量。结果表明，基于自适应搜索边界的fastSDTW算法的精度更高，时间复杂度为O(N)，确保了算法的运行速度。最后，将该算法应用到水淹层识别工作中，通过邻井对比的方式识别水淹层，取得了预期的应用效果。

嫦娥四号高频通道探月雷达数据对研究月球背面冯·卡门陨石坑浅层月壤层结构，分析月球年代活动具有重要指示作用。嫦娥四号着陆区地质条件复杂，采用先进的雷达数据处理技术与方法，获得高精度的探月雷达数据成像结果是开展月球相关科学研究的重要基础。本文在前人研究的基础上，采用合成孔径聚焦技术（synthetic aperture focusing technique, SAFT）对嫦娥四号高频通道（500 MHz天线）探月雷达数据进行偏移成像。与传统的频率-波数（f-k）偏移结果相比，本文提出的数据成像方法提高了成像分辨率（单道信号时频分析后信号更集中），能够更加精细、清晰地反映出月壤层的纵向分层结构和横向界面起伏变化。利用SAFT方法，揭示了月壤层地面40 m深度范围内的三层剖面：浅层约12 m由芬森陨石坑喷出物组成的表土层、其下约17 m由冯·卡门陨石坑及周围陨石坑喷出物在玄武岩基岩上形成的溅射物层和最底部的玄武岩基岩层。

传统的岩性识别以钻井取心、钻井曲线和岩石图像等方法为主，这些识别方法对地质和识别条件要求较高，且不能满足随钻实时识别。为此，本文提出一种新的基于声波信号的岩性智能分类方法。该方法首先基于所采集钻头与岩层碰撞得到的音频数据，通过数据增强技术解决数据稀疏问题；然后采用基于CGRU（CNN+GRU，卷积神经网络+门控循环单元）的深度学习模型，对采集到的3种岩性的岩石音频数据进行深度学习与训练。为提高该模型在复杂背景下的识别能力，引入注意力机制模型进行优化。注意力机制模型可以在复杂环境下对岩性信息实现重点学习，提高模型识别性能。实验结果表明，与GMM（高斯混合模型）-SVM（支持向量机）、CNN和CGRU模型相比，CGRU-AttGRU（注意力机制模型+GRU）混合模型准确率达81.17%左右，在GMM-SVM、CNN和CGRU模型基础上分别提升了13.31%、9.99%和5.93%。

FY-3B卫星具有观测频次高、成像范围广等特点，可为玉米叶面积指数（leaf area index, LAI）反演研究提供长时序观测数据。LSTM（(long short-term memory）算法具有在多时相数据中提取时间特征的能力，能解决光谱数据与LAI之间复杂的非线性问题。本文基于辽宁省锦州市近地实测春玉米LAI和反射率光谱数据，利用光谱响应函数模拟FY-3B多光谱波段，结合与春玉米LAI相关性较高的28种植被指数，应用LSTM算法建立不同隐藏层的预测模型，并与偏最小二乘法（partial least-squares regression, PLSR）建立的模型进行预测精度对比。结果表明：隐藏层的层数对LSTM模型的拟合效果有较大影响，三层LSTM模型将LAI估算精度的决定系数由0.818 3（单层LSTM）、0.780 0（PLSR）提升至0.869 2；对应地，将均方根误差由0.509 1、0.490 6降低至0.372 6，模型精度提升明显。

为了规划山区货运索道路径，提出了货运索道施工选址及路径规划的综合性方法，分别在地理信息数据处理、上/下料点选址、支架位置选取及优化、施工工程量计算等环节提出计算及分析方法。同时根据索道施工的主要影响因素提出索道成本分析公式，为索道路径排序及分析提供了依据。对典型地区的3个铁塔进行索道路径规划计算，分别规划出110、17和32条满足架设要求的索道路径，平均耗时2.34 h，远低于人工路径规划方法的1~2 d，有效缩短了物料运输的路径规划周期。